[发明专利]一种光热相变的橡胶储能软管材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种光热相变的橡胶储能软管材料及其制备方法和应用，包括如下重量份原材料：橡胶基材100份、填充剂20～100份、增塑剂30～70份、活性剂2.5～8.5份、稳定剂3～8份、光热相变化合物60～120份、粘合剂0～8份、其他助剂0～6份；光热相变化合物为壳核微胶囊，所述微胶囊的壳层材料为PMMA，所述微胶囊的核芯为二维黒磷纳米片和二十烷的混合物。本发明的材料作为橡胶软管的最外层材料附于橡胶软管的外表面。本发明的材料能够利用太阳能对软管进行加热保温，将太阳光转化成热能，解决软管在低温下发硬的问题，在北方或高纬度的寒冷地区可便捷应用。

技术领域

本发明涉及橡胶软管技术领域，具体涉及一种光热相变的橡胶储能软管材料及其制备方法和应用。

背景技术

普通应用的水带生产工艺，一般是用涤纶工业丝作为编织层，内外层橡胶作为防渗漏和耐磨层。橡胶软管与其他高分子管材相比有着优秀的耐化学和机械性能，弹性好，老化性能好等优点，因此应用领域广泛。橡胶软管应用在消防大流量供水、工矿排水、农用拖拽输水/粪和野外输送含化学物质液体等。相对于硬质管线来说，铺设和收卷、储存方便。橡胶软管主要应用在环境多变的场合中，对耐环境的适应性、可靠性、长寿命有很高要求。

现有的橡胶软管在实际使用中，尤其是在北方或高纬度寒冷地区使用时，因气温过低会导致软管管体发硬而出现无法使用或滞留水分冻结损伤管体的问题。且橡胶软管长度经常会达到数百米甚至上千米，低温下发硬后收卷极其困难，而长距离的软管使用保温棉等常规的保温手段效果并不好，在北方或新疆等广大地区基础设施并不到位的情况下，很多地方电力也不能正常使用，依靠电力的加热手段并不能奏效，给橡胶软管的实际应用带来了很大的困扰。

发明内容

为了解决现有橡胶软管在北方或高纬度寒冷地区使用时，因气温过低导致软管管体发硬无法使用或滞留水分冻结损伤管体的技术问题，而提供一种光热相变的橡胶储能软管材料及其制备方法和应用。利用本发明的橡胶软管材料制备的橡胶储能软管能够有效利用太阳能中的热量来对软管本身进行保温，从而避免了因气温过低导致软管管体发硬无法使用或滞留水分冻结损伤管体的问题。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种光热相变的橡胶储能软管材料，包括如下重量份原材料：

橡胶基材100份、

填充剂20～100份、

增塑剂30～70份、

活性剂2.5～8.5份、

稳定剂3～8份、

光热相变化合物60～120份、

粘合剂0～8份、

其他助剂0～6份。

进一步地，所述光热相变化合物为壳核微胶囊，所述微胶囊的壳层材料为PMMA，所述微胶囊的核芯为二维黒磷纳米片和二十烷的混合物。涉及的壳核微胶囊具体制备方法参考《Phase-Changing Microcapsules Incorporated withBlack Phosphorus forEfficientSolar Energy Storage》，Advanced Science，2020。在光照条件下，微胶囊内分散良好的二维黑磷纳米片将吸收的太阳光能转换为热能并直接传递给二十烷进行存储热量，从而达到保温效果，具有较快的存储速率和较好的保温效果。

进一步地，所述橡胶基材为NBR3365、NBR3345、NBR3375、NBR1052、TL-800、SG-3、SG-5中的一种或多种；

进一步地，所述填充剂为白炭黑、喷雾炭黑、煅烧陶土、硅灰石、硅藻土中的一种或多种。

进一步地，所述增塑剂为环烷基白油N4006、环保增塑剂HC-180、合成植物酯T60、波林增塑剂TOTM中的一种或多种。